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林产化学与工业
中国林业科学研究院林产化学工业研究所 中国林学会林产化学化工分会
林产化学与工业

中国林业科学研究院林产化学工业研究所 中国林学会林产化学化工分会

宋湛谦

双月刊

0253-2417

cifp@vip.163.com

025-85482493，85482490

210042

江苏南京市锁金五村16号林产化工研究所

林产化学与工业/Journal Chemistry and Industry of Forest ProductsCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊以反映我国林产化学化工科学技术成就、报道学术研究成果、评述国际国内发展动向、促进学术交流为宗旨。刊登内容包括木材化学与制浆技术、萜类化学、植物原料水解及其产物加工利用、木质原料热解及活性炭生产和利用、松脂化学和利用、单宁化学和利用、精油化学和利用、生物活性物质和其它万分的加工利用、木本油料、油脂、林产药物、林产香料等化学和利用。本刊先后被国内外10多种数据库收录。
正式出版
收录年代

    炭基固体酸协同熔盐水合物催化微晶纤维素选择性生成葡萄糖

    尹杰刘遥朱若楠王兴杰...
    221-231页
    查看更多>>摘要：以废弃湿巾为炭载体,采用炭化-磺化法制备了炭基固体酸催化剂,分别考察了不同的活化剂和煅烧温度对催化剂酸性位点和孔道结构的影响,通过SEM、FT-IR、XRD、TG等方法对催化剂性能进行表征,并考察其协同熔盐水合物催化微晶纤维素选择性水解为葡萄糖的催化性能.结果表明:以KOH为活化剂和煅烧温度500 ℃获得的催化剂(CSF-SO3H-K-500)具有较多的酸性位点和较大的介孔结构,有利于催化纤维素水解制备葡萄糖.在LiBr·3H2O反应体系中,当催化剂CSF-SO3H-K-500用量为12.5％时,在140 ℃条件下反应255 min,葡萄糖得率可以达到75.89％,而5-羟甲基糠醛(5-HMF)得率仅有4.42％,并且在150℃反应2 h时,在较短时间内就可以达到较高的葡萄糖得率(73.41％)以及较低的5-HMF得率(5.33％);另外回收后的催化剂在循环使用6次后仍然具有一定催化活性,此时的纤维素转化率为89.7％,葡萄糖得率为35.9％.

    纤维素水解炭基固体酸葡萄糖

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    NaOH协同Ni辅助咖啡渣热解联产氢气和高性能碳纳米片

    何子健张子杭许丹王树荣...
    232-242页
    查看更多>>摘要：以咖啡渣为原料,提出了一种NaOH协同Ni辅助咖啡渣热解联产氢气和高性能碳纳米片电极材料的新型生物质转化方法.考察了不同条件对气体组成和气体产率的影响,采用SEM、TEM、EDS、XRD、拉曼光谱和N2吸附/脱附等温线对碳材料的结构进行表征,并测试了其电化学性能.结果表明:当NaOH和咖啡渣质量比值为2、Ni纳米颗粒添加量为咖啡渣质量的10％、反应温度为550℃时,可获得最高氢气产率,为31.79 mmol/g,此时氢气占气体产物的84.46％,此条件下制备的碳材料标记为2-0.1-550.当反应温度达到600 ℃时,热解炭样品2-0.1-600呈多孔碳纳米片结构,比表面积高达3 123 m2/g、总孔容为1.808 cm3/g、微孔孔容为1.052 cm3/g,具有合理的孔隙结构和适当的石墨化程度;用作电极材料在三电极体系中获得了 215 F/g(1 A/g)的高比电容.进一步通过超快充电/放电动力学明晰了快速、慢速动力学过程的电容贡献率,通过Dunn方法计算发现:当扫描速率由5 mV/s增加到100mV/s时,快速反应动力学过程的电容贡献率由64.34％提高至96.50％.此外,在6 mol/L KOH电解液中组装的对称电极,在功率密度3 860.9 W/kg时能量密度仍达到5.6 W·h/kg;循环伏安(CV)、恒流充放电(GCD)和电化学阻抗谱(EIS)测试表明:碳材料2-0.1-600具有理想的双电层电容(EDLC)行为和高效的离子传输速率,在1 A/g的电流密度下比电容高达170 F/g,即使电流密度提高至10 A/g时,电容保持率仍达94.1％(160 F/g);在5 A/g的电流密度下循环10 000次电容保持率为103％,库仑效率仍为100％,表明了其优异的稳定性.

    生物质热解制氢联产多孔碳纳米片超级电容器

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    高浓度三氯化铁预处理制纳米纤维素及其性能研究

    杨伟胜冯树苏阳刘俊豪...
    243-248页
    查看更多>>摘要：以漂白桉木浆(BEP)为原料,采用质量分数40％的三氯化铁溶液预处理结合高压均质制备纳米纤维素(CNF).通过环境扫描电子显微镜(ESEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)仪、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和热重(TG)分析,对制得CNF的微观形态、尺寸、结晶结构、化学结构和热稳定性进行分析.研究结果表明:质量分数40％的三氯化铁溶液具有强酸性,在110℃的处理温度下,木浆纤维的聚合度(Dp)从1 067急剧下降至160,且水解后纤维样品得率可达75.5％.结合高压均质处理便可获得高度25.1～31.8 nm、长度1～2 μm的CNF.与BEP相比,高浓度三氯化铁的水解过程对纤维无定形区进行了有效的破除,使得所制备的CNF的结晶度由63.7％增加至68.7％～71.3％.此外,高浓度三氯化铁预处理并未对纤维结构产生过大影响,CNF表现出较高的热稳定性,最大失重速率温度在343～347℃之间.

    纳米纤维素高浓度三氯化铁水解性能

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    KNaPHI光催化氧化5-羟甲基糠醛选择性生成2,5-呋喃二甲酸

    裴习瑞张佳元钮腾飞倪邦庆...
    249-257页
    查看更多>>摘要：以KOH、NaOH和三聚氰胺为原料,使用一种自下而上的方法制备得到光催化剂聚七嗪酰亚胺钾钠混合物(KNaPHI),采用SEM、TEM、FT-IR、XRD、XPS、ICP-OES等方法分析了该催化剂的形貌、结构及元素组成,测试了其氧化还原电势、能带结构及光电性能,并考察了 KNaPHI光催化氧化5-羟甲基糠醛(HMF)制备2,5-呋喃二甲酸(FDCA)的性能.研究结果表明:KNaPHI催化剂为片层块状结构,表面光滑平整,主要由C、N、O、K、Na这5种元素组成;具有光吸收性能,这使得催化剂光生载流子能够定向移动,进而提高了其光电效应.与传统的固体氮化碳相比,KNaPHI纳米颗粒可以在水中形成拟均相的溶液,从而实现对底物的高效光催化.在1 mmol(126 mg)HMF、3 mL水溶剂、40 mg KNaPHI催化剂、101.325 kPa O2、50 W紫外灯光照射、室温反应24 h的最佳反应条件下,HMF的转化率达到82％,产物FDCA的选择性为91％;在循环使用5次后,催化剂水溶液仍然保持较好的催化效果,原料转化率和产物选择性仅略微下降.活性物质捕获实验结果发现超氧阴离子自由基(O2-·)和空穴(h+)是HMF光催化氧化生成FDCA的主要活性物质.

    生物质选择性氧化光催化5-羟甲基糠醛2,5-呋喃二甲酸

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    《生物质化学工程》征订启事

    257页
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    生物炭作为外源乳酸菌载体对构树青贮饲料的影响

    曹景文王学凯杨富裕
    258-264页
    查看更多>>摘要：在构树青贮饲料发酵过程中,评估了生物炭作为外源乳酸菌载体对构树青贮饲料发酵品质与营养成分的影响.构树青贮饲料的营养成分分析结果显示:生物炭与蔗糖的协同作用显著提高了构树青贮饲料中干物质(DM)含量,75 d时生物炭/蔗糖/菌剂(BS)组的DM质量分数达到47.60％(基于鲜质量),较菌剂(CN)组提高了 4.32％,从而改善了青贮饲料的保存效果和营养保留率.蔗糖/菌剂(CS)组在发酵初期含粗蛋白10.54％,较CN组降低了 0.62％,表明蔗糖的添加可能加速了蛋白质降解.此外,生物炭与蔗糖联合使用显著降低了构树青贮饲料中纤维素(CE)含量,75 d时CE质量分数降至24.71％,较CN组降低了 3.11％,提高了发酵质量.化学组分分析结果表明:生物炭与蔗糖联合使用,在发酵初期显著提高了构树青贮饲料中乳酸含量,3 d时乳酸量升高至6.73％,比CN组高出32.16％,表明该处理方法能有效促进乳酸菌的生长和代谢活动.生物炭/菌剂(BN)组在整个发酵期,其NH3-N含量显著高于CN组的,且在第75天达到峰值4.3％,但仍远低于优质青贮饲料的最大限值(10％,以总氮计),表现出优质青贮饲料的特性.生物炭作为外源乳酸菌载体显著改善了构树青贮饲料的发酵品质,且对营养成分无负面影响,其中生物炭与蔗糖的联合使用效果最佳.

    厌氧发酵生物炭发酵途径可持续农业

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    木醋液-黄腐酸尿素叶面肥对玉米幼苗生长情况的影响

    刘井帅曾娟兰晓琳黄占华...
    265-274页
    查看更多>>摘要：以杨木和果木的混合木醋液为原料,采用树脂AD300、AD-8、AD-101、沸石和硅藻土为填料,利用树脂层析分离法精制木醋液,并以低温络合技术制备了木醋液-黄腐酸尿素叶面肥(WVFAU).通过盆栽试验,探讨了 WVFAU对玉米幼苗生长情况的影响.研究结果表明:树脂AD300、AD-8和AD-101 3种填料层析柱处理均有较好地木醋液去酚效果,树脂AD300去酚率最高,可达83.0％,而沸石和硅藻土会减少木醋液中酸类物质的含量,去酚效果不明显;将不同体积分数树脂AD300处理后的去酚木醋液和未处理的有酚木醋液喷施于玉米幼苗,去酚木醋液可一定程度上减缓对玉米幼苗生长的抑制作用和提高玉米幼苗的叶绿素含量,促进玉米幼苗的生长.与喷施自来水的对照组相比,喷施WVFAU的玉米幼苗株高、叶绿素相对量(SPAD)、过氧化物酶活性、过氧化氢酶活性、可溶性蛋白及可溶性糖,平均增加了 23.3％、31.2％、42.3％、17.0％、103.19％和5.9％,丙二醛的量平均降低了 9.1％,作物硝态氮的量平均增加44.2％,综合提高了玉米幼苗的抗逆性和光合作用.

    木醋液黄腐酸尿素氮素利用率玉米幼苗

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    皂荚皂苷与椰油酰谷氨酸钠复配协同作用及去污性能研究

    杜娟李龙斌李亚雯陈殿松...
    275-282页
    查看更多>>摘要：为探究纯化后的皂荚皂苷与椰油酰谷氨酸钠(SCG)组成的复配体系的协同作用及去污性能,配置了皂荚皂苷不同摩尔分数(α)的皂荚皂苷-SCG复配体系,并考察了复配体系的表面张力、油水界面张力、泡沫性能、乳化性能.研究结果显示:皂荚皂苷的α为1％时制备的皂荚皂苷-SCG复配体系的表面张力,相比于SCG低了 4.09％,相比于皂荚皂苷低了 39.29％;皂荚皂苷-SCG复配体系的临界胶束浓度(CCMC)值随着皂荚皂苷的α增加而减小,表明此时体系产生了协同增效作用;油水界面张力随α的增加先下降后升高,α为7％时制备的皂荚皂苷-SCG复配体系,油水两相产生的界面张力最小为5.56 mN/m,与SCG的相比降低了 64.81％,而发泡体积提高了 53.45％,泡沫稳定性比SCG提高了 9.78％,泡沫分布更加均匀,且泡沫细腻,表明皂荚皂苷-SCG复配体系的泡沫稳定性优异.皂苷α≥7％时,复配体系与大豆油制成乳液放置24 h后乳状液几乎未析出油相,复配体系的乳液稳定性明显提高.以棉白布浸渍墨水和食用油,考察皂荚皂苷-SCG复配体系(α=7％)在不同温度、转速、水硬度、表面活性剂浓度等洗涤参数下的去污性能,实验结果表明:用复配体系洗涤沾有污渍的棉白布,随着温度和转速的升高,棉白布洗涤后的白度明显增高,当洗涤水硬度增大时,棉布白度有所降低,在50℃、转速500 r/min、0 g/L硬水中添加3 mmol/L的皂荚皂苷-SCG(α=7％)洗涤效果最佳,白度值可达到98％.

    皂荚皂苷椰油酰谷氨酸钠复配表面活性去污能力

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    低共熔溶剂预处理选择性脱除速生毛白杨半纤维素

    丁宇武书彬
    283-290页
    查看更多>>摘要：以毛白杨木为原料,采用甘油(Gly)、乙二醇(EG)分别与3种不同金属氯化盐(FeCl3、AlCl3、CuCl2)组成的6种二元低共熔溶剂(DES)体系,以及氯化胆碱(ChCl)与Gly或EG分别添加3种金属盐组成了 6种三元DES体系,探究这些二元和三元DES体系对半纤维素选择性溶出的效果.以半纤维素去除率/木质素去除率比(R)值为评价指标,筛选出选择性溶出半纤维素效果最佳的DES,系统考察了 DES配比、预处理温度、预处理时间对杨木中主要组分含量和半纤维素优先溶出的影响.实验结果表明:ChCl/EG/FeCl3三元DES,当物质的量比为1∶2∶0.2在100 ℃下处理2 h,半纤维素和木质素去除率分别为45.01％和9.49％,R值高达4.74,表现出良好的优先溶出半纤维素的特性,同时采用FT-IR、BET、X射线衍射等方法,分析了优化条件下三元DES处理后杨木微观形貌与结构特性的变化,证明了 ChCl/EG/FeCl3三元DES在优化条件下可实现半纤维素选择性优先溶出,而木质素仅少量溶出.

    半纤维素低共熔溶剂选择性溶出杨木

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    氮掺杂糠醛碳点促进微生物燃料电池产电的特性研究

    张高歧陈志俊李淑君杨晨辉...
    291-298页
    查看更多>>摘要：选用糠醛、尿素作为碳源和氮源,通过简单的一步水热合成法制备高电子传递氮掺杂糠醛基碳点(N-FCDs),并将N-FCDs与养殖场常见牛粪中的微生物结合,构筑微生物燃料电池(MFC)的生物阳极,强化其产电性能.借助透射电子显微镜、拉曼光谱、红外光谱等测试手段对N-FCDs的形貌、结构和组成进行表征分析,并探讨了 MFC的产电性能及其产电机制.研究结果表明:N-FCDs呈现准球体形貌,其平均粒径约为(4.7±0.02)nm;N-FCDs表面氮掺杂形式为石墨N、吡咯N和吡啶N,不同质量浓度(0～500 mg/L)的N-FCDs与微生物共同孵育后,微生物生长曲线无显著差异,表现出良好的生物安全性;N-FCDs较高的石墨化程度及其富电子单原子掺杂赋予其高电子传递特性.加入N-FCDs后,细菌细胞内外均有N-FCDs分布,构筑细菌内外电子传递通道,加速相应电子传递速率,增加了细菌内部电子传递通道,显著增强细菌氧化还原活性,降低微生物整体电子传递阻抗.N-FCDs能够显著提升微生物燃料电池产电性能,最大输出电流为2.34 μA、最大输出电压为0.16 V,相比无碳点空白组分别提升了 4.9和1.0倍.

    微生物燃料电池碳点电活性菌电子传递速率

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